一文学会三种绘制系统思考的方法

如何绘制系统思考的方框图？

系统思考是一种分析和控制系统的方法。它用于分析系统内各因素之间的相互影响，系统思考包括两种基本模型，负反馈模型和正反馈模型。反馈指的是输出反馈回来影响输入，输入和反馈相减是负反馈，输入和反馈相加是正反馈。负反馈模型是趋于稳定的，正反馈模型是趋于加强的。系统思考是分析系统最有效的方法。

用2句诗来概括，就是：

系统思考两模型，分析系统第一名。

水杯接水、飞球调速器、红外制导、目标管理、PDCA、丰田生产方式、《道德经》的张弓效应、马歇尔的均衡价格论等等都是负反馈模型。马太效应、淘宝网好评、排尿反射、比尔·盖茨的正反馈理论、乔布斯的平台理论、巴菲特的滚雪球理论、索罗斯的反身理论、复利等等都是正反馈模型。

系统思考有两个来源，一个是来自于系统动力学，一个是来自控制理论，而两者基本模型都是负反馈和正反馈，系统动力学和控制理论又都来源于控制论。

系统动力学衍生的系统思考绘制的图叫系统思考图，是由带箭头的弧线，O，S和文字说明组成（如图1所示）。

图1 接咖啡的系统思考图

控制理论衍生的系统思考绘制的图叫系统方框图，是由带箭头的直线，+，-，加法器，方框，文字组成（如图2所示）。

图2 接咖啡的系统方框图

由于两种系统思考都是研究负反馈和正反馈的，所以两种画法是可以相互替换的，比如接咖啡的例子。系统方框图比系统思考图更简单直观。

本文讲述的是系统方框图的绘制方法，这里介绍三种绘制系统方框图的软件，包括微软的VISIO，开源软件draw.io，以及AUTOCAD。

系统思考的负反馈包括如下要素：输入（目标），偏差，控制，输出，反馈等，负反馈按照偏差进行控制，偏差=输入-反馈，偏差=0时，完成目标。系统趋于稳定。加法器是绘制方框图时才需要。负反馈的典型方框图即包括上述要素，在绘制时，找到上述要素的对应量进行替换即可（如图3所示）。

图3  VISIO绘制的负反馈方框图

以VISIO绘图软件举例，带直线的箭头和文字均在顶部菜单栏-工具栏中，方框可以使用基本流程图形状中的流程，加法器可以使用混合流程图形状中的求和连接器，这样，绘制方框图所需的文字，带直线的箭头，加法器和方框就都具备了，按照方框图的基本模型进行绘制就可以了（如图4所示）。

图4  VISIO软件各种方框图需要的功能

可以用VISIO来绘制一张负反馈方框图，负反馈也可以使用广义动量定理进行解释，控制就是产生成果的过程，这个可以用广义动量定理Fαt=nmV来替代。而合外力决定成果，这个可以用来解释负反馈以偏差进行控制，合外力=动力-阻力，而输入就是动力，反馈就是阻力，偏差=输入-反馈=合外力，当偏差=0时，也就是输出=输入，完成目标，此时合外力为0，输出为0（如图5所示）。

图5  VISIO软件绘制的广义动量定理解释负反馈

系统思考的正反馈包括如下要素：输入，积累，控制，输出，反馈等，正反馈按照积累进行控制，积累=输入+反馈，系统趋于加强。加法器是绘制方框图时才需要。正反馈的典型方框图即包括上述要素，在绘制时，找到上述要素的对应量进行替换即可。

以draw.io绘图软件举例，在左侧菜单栏-通用中有方框和文字，杂项中有带直线的箭头，高级中有加法器，按照方框图的基本模型进行绘制就可以了。双击鼠标左键也可以选择增加文字（如图6所示）。

图6  draw.io软件各种方框图需要的功能

可以用draw.io绘图软件绘制一个淋浴调节水温的负反馈过程（如图7所示）。

图7 draw.io软件绘制的淋浴调水温方框图

以AUTOCAD图软件举例，在左侧菜单有直线，矩形，圆和文字，加法器需要自己用直线和圆画出来，箭头需要用直线画出来。右侧菜单栏有移动和缩放等工具（如图8所示）。

图8  AUTOCAD软件各种方框图需要的功能

可以用AUTOCAD绘制一张微软系统正反馈的过程，微软就是依靠正反馈打败所有对手，成为行业标准的（如图9所示）。

图9  AUTOCAD软件绘制微软正反馈方框图

如何绘制系统思考的方框图？